[发明专利]一种钻井作业用的连续管钻井定向机构及其定向方法

说明书

本发明公开了一种钻井作业用的连续管钻井定向机构及其定向方法，包括溜板箱、两个上下对称的连接框和两个上下对称的钳固机构，所述溜板箱的内侧壁中部焊接有齿轮轴；通过钳固机构的自调节特性可以对不同尺寸的连续管进行基础固定，满足不同场合下的广泛适用性需求；利用棘齿轮机构的反行程自锁特性，上下对接两组共六枚棘爪，在连续管进行对接作业，两组连杆不断缩小间距时，利用固定块、连接框及棘爪自身的切入角自调节，实现上下两组棘爪自身即是推动棘齿爪，也是各自的止动棘爪，满足机械自锁的功能，以简单的机构完成了对接的准确定向，不需传统技术中繁琐的多次动停进行固定，操作简单，使用方便，实用性强。

技术领域

本发明涉及连续管钻井技术领域，具体为一种钻井作业用的连续管钻井定向机构及其定向方法。

背景技术

连续管钻井是将特殊材料制成的钻杆，实现不换钻杆的连续钻井作业；连续管钻井的主要装备是一部连续管钻机，在钻机上装有动力系统和缠绕在滚筒上的连续管，连续管的端部连接有马达和钻头；连续管钻井与常规钻井相比最大的优越性是省去了沿用多年的井架，钻井的地面设备少、占地面积小，设备搬迁安装方便、快捷、灵活，特别适合条件受限制的地面或海上平台作业，可降低井场的占地和搬迁费用；在钻进过程中不需要连接钻杆，可实现钻井液的连续循环，摆脱了过去转盘钻井常规的起下钻，提高了钻井起下钻的速度和安全性，并大大缩短了钻井周期；连续管钻井特别适用于小井眼钻井、老井的开窗侧钻、老井加深；

然而使用连续管钻井时，由于只能依靠螺杆马达给钻头提供动力，且钻井过程中除钻头外，螺杆马达、随钻测量工具、单向安全阀等底部钻具组合和连续管本身都不能转动，带动随钻测量工具、弯螺杆马达和钻头的转动，改变定向钻具组合的工作面，实现定向钻进；传统技术中的定向机构，需要上下连续管的对接需要多次重启动力机构，使旋转头可正向转动多次、通过多次的启停泥浆泵，最终将定向钻具组合的工作面转到所需要的角度；但这种对接效率极慢，且效果不佳。

为此，提出一种钻井作业用的连续管钻井定向机构及其定向方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻井作业用的连续管钻井定向机构及其定向方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钻井作业用的连续管钻井定向机构，包括溜板箱、两个上下对称的连接框和两个上下对称的钳固机构，所述溜板箱的内侧壁中部焊接有齿轮轴，所述齿轮轴的外表面通过轴承转动连接有棘轮，所述棘轮的后表面焊接有两个曲柄，所述曲柄的内侧壁通过销轴转动连接有齿轮，所述连接框的内侧壁通过扭簧销铰接有三个棘爪，所述棘爪的外表面与所述棘轮的轮齿啮合，所述连接框的外表面焊接有固定块，所述固定块的内侧壁通过销轴铰接有连杆；

所述钳固机构包括壳体、四个卡钳块、四个丝杠、四个从动锥齿轮和主动锥齿轮，所述壳体的内侧壁通过销轴与所述主动锥齿轮转动连接，所述主动锥齿轮的轮齿分别与所述四个从动锥齿轮的轮齿啮合，所述四个从动锥齿轮的内侧壁分别与所述四个丝杠的外表面焊接，所述四个卡钳块的内侧壁分别与所述四个丝杠1003的外表面螺纹连接。

作为本技术方案的进一步优选的：所述溜板箱的前表面通过螺栓螺纹连接有防尘盖。

作为本技术方案的进一步优选的：所述溜板箱的内侧壁上部与下部焊接有两个导轨，所述导轨的外表面与所述曲柄的内侧壁滑动连接。

作为本技术方案的进一步优选的：所述溜板箱的下表面开设有通槽，所述通槽与另一个所述连接框的外表面相适配，下部的所述壳体的上表面与下部的连杆通过螺栓螺纹连接。

作为本技术方案的进一步优选的：所述溜板箱的内侧壁上部与下部焊接有两个齿圈，所述齿轮的轮齿与所述齿圈的轮齿啮合。

作为本技术方案的进一步优选的：所述壳体的内侧壁开设有八个滑轨，所述卡钳块的两侧面对称一体成型有两个滑槽，所述滑轨的外表面与所述滑槽的内侧壁滑动连接。